CN110057506A - 测试电池密封性的方法和测试电池质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了测试电池密封性的方法和测试电池质量的方法。该测试电池密封性的方法包括对待测电池预制件进行第一真空处理；对经过第一真空处理的待测电池预制件进行充气处理，包括向待测电池预制件内充入待检气体后，对待测电池预制件进行第二真空处理；对经过第二真空处理的待测电池预制件进行密封处理，得到待测电池；检测待测电池内是否有待检气体漏出，以便获知待测电池的密封性：如待测电池内没有待检气体漏出，表示待测电池的密封性良好；如待测电池内有待检气体漏出，表示待测电池的密封性不好。该方法操作简单、方便，容易实现，且测试密封性后的电池内仍然具有较高的真空度，在充放电过程中不易发生膨胀，不会影响电池的循环性能。

Description

测试电池密封性的方法和测试电池质量的方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体地，涉及测试电池密封性的方法和测试电池质量的方法。
背景技术
目前，随着人们环保意识的不断增强，电动汽车将逐渐取代燃油汽车，而电动汽车的主要动力来源于电池，其中，锂离子电池是目前电动汽车的最主要的动力来源之一。锂离子电池生产出来以后，到达消费者手中以前，还需要进行一系列的性能测试，以最大程度上保证电池的安全性，降低安全隐患，其中，测试电池的密封性就是其中非常重要的一项测试。众所周知，电池发生泄露时会出现电解液挥发、水分渗入、鼓胀等诸多问题，进而导致电池性能变差乃至起火爆炸。为了满足电池在移动和静止状态下的高质量的使用要求，在生产过程中必须对电池的密封性进行专业系统的测试，同时也需要避免测试时对电池造成损伤，更要确保电池在经过密封性测试以后，不会影响电池的电化学性能。然而，经过了相关技术中的密封性测试的电池，其循环性能相较于没有经过密封性测试的电池会变得较差。
因而，现有的测试电池密封性的相关技术仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
本发明是基于发明人的以下发现而完成的：
发明人针对经过了相关技术中的密封性测试的电池，其循环性能相较于没有经过密封性测试的电池会变得较差的现象进行了深入的考察和大量实验验证后发现，由于能够实现高能量密度的电池负极(如硅碳负极)在充放电过程中存在一定的体积膨胀问题，例如，硅碳负极在充放电过程中，硅的体积会膨胀100％～300％。因此，只有电池内部具有较高的真空度，才能够满足电池负极的使用要求。然而，相关技术中采用待检气体对电池的密封性进行检测的方式(参照图1)，在对待测电池预制件进行真空处理以后(如图1中的ab段)，再向待测电池预制件内部充入待检气体(如图中的bc段)，导致待测电池预制件中的真空度有所降低(也即真空压力的绝对值降低)，无法保证电池负极的使用要求；而且，在电池内部充入待检气体，也占用了电池内部的一部分体积，导致电池在循环充放电过程中产生较多的气体以至于电池发生过分的鼓胀，从而影响电池的循环性能。因而，经过了相关技术中的密封性测试的电池，其循环性能相较于没有经过密封性测试的电池会变得较差。
基于此，本发明的一个目的在于提出一种操作简单、方便、容易实现、可以使得电池在经过测试密封性后内部仍然具有较高的真空度、可以使得电池在充放电过程中不易发生膨胀、或者不会影响电池的循环性能的测试电池密封性的方法。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种测试电池密封性的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：对待测电池预制件进行第一真空处理；对经过所述第一真空处理的所述待测电池预制件进行充气处理，所述充气处理包括：向所述待测电池预制件内充入待检气体后，对所述待测电池预制件进行第二真空处理；对经过所述第二真空处理的所述待测电池预制件进行密封处理，得到待测电池；检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出，以便获知所述待测电池的密封性：如果所述待测电池内没有所述待检气体漏出，则表示所述待测电池的密封性良好；如果所述待测电池内有所述待检气体漏出，则表示所述待测电池的密封性不好。发明人发现，该方法操作简单、方便，容易实现，且经过该方法测试密封性后的电池内仍然具有较高的真空度，从而在充放电过程中不易发生膨胀，进而经过该方法测试电池的密封性后也不会影响电池的循环性能。
根据本发明的实施例，在进行所述第一真空处理后，所述待测电池预制件内部具有第一真空压力；在进行所述第二真空处理后，所述待测电池预制件内部具有第二真空压力，所述第二真空压力的绝对值不小于所述第一真空压力的绝对值。
根据本发明的实施例，所述第二真空压力的绝对值大于所述第一真空压力的绝对值。
根据本发明的实施例，在进行所述第一真空处理之后且进行所述充气处理之前、在充入所述待检气体之后且进行所述第二真空处理之前、在进行所述第二真空处理之后的至少之一中，还包括：对所述待测电池预制件进行保压处理。
根据本发明的实施例，多次进行所述充气处理。
根据本发明的实施例，检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出的步骤包括：将所述待测电池放入测量容器中；对所述测量容器进行第三真空处理；检测位于所述测量容器内部且位于所述待测电池外部的容纳空间内是否存在所述待检气体，以便获知所述待测电池内是否有所述待检气体漏出：如果所述容纳空间内不存在所述待检气体，则表示所述待测电池内没有所述待检气体漏出；如果所述容纳空间内存在所述待检气体，则表示所述待测电池内有所述待检气体漏出。
根据本发明的实施例，在进行所述第三真空处理后，所述测量容器内部具有第三真空压力，所述第三真空压力的绝对值不小于所述第二真空压力的绝对值。
根据本发明的实施例，所述第三真空压力的绝对值大于所述第二真空压力的绝对值。
根据本发明的实施例，该方法满足以下条件的至少之一：所述待测电池为锂离子电池；所述待检气体包括氦气；检测所述容纳空间内是否存在所述待检气体的方法为质谱法。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种测试电池质量的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括利用前面所述的方法对所述电池的密封性进行测试的步骤。发明人发现，该方法操作简单、方便，容易实现，且经过该方法测试后的电池内仍然具有较高的真空度，从而在充放电过程中不易发生膨胀，进而经过该方法测试后也不会影响电池的循环性能。
附图说明
图1显示了相关技术中在测试电池密封性时待测电池预制件内部的真空压力-时间曲线。
图2显示了本发明一个实施例的测试电池密封性的方法流程示意图。
图3显示了本发明另一个实施例的测试电池密封性的方法的流程示意图。
图4显示了本发明一个实施例的方法中在测试电池密封性时待测电池预制件内部的真空压力-时间曲线。
图5显示了本发明一个实施例的检测待测电池内是否有待检气体漏出的步骤的流程示意图。
图6显示了本发明一个实施例的在检测待测电池内是否有待检气体漏出的步骤中测量容器内部且待测电池外部的容纳空间内的真空压力-时间曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种测试电池密封性的方法。根据本发明的实施例，参照图2，该方法包括以下步骤：
S100：对待测电池预制件进行第一真空处理。
根据本发明的实施例，需要说明的是，本发明所述的待测电池预制件可以是指已经将阳极、阴极电解液和隔膜装配好的电池。
根据本发明的实施例，本领域技术人员可以理解，所述第一真空处理可以具体为采用抽真空装置进行，所述抽真空装置的具体种类不受特别限制，只要能够对所述待测电池预制件进行第一真空处理即可。由此，该方法所采用的装置易得，成本较低，适于产业化。
根据本发明的实施例，所述第一真空处理的具体工艺条件不受特别限制，其目的在于使得所述待测电池预制件内部具有一定的真空压力，故只要满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，在进行所述第一真空处理后，所述待测电池预制件内部具有第一真空压力，所述第一真空压力的数值不受特别限制，其绝对值可以为大于0且小于101.325kPa中的任意一值。由此，操作简单、方便，容易实现，易于工业化生产。
S200：对经过所述第一真空处理的所述待测电池预制件进行充气处理，所述充气处理包括：向所述待测电池预制件内充入待检气体后，对所述待测电池预制件进行第二真空处理。
根据本发明的实施例，所述待检气体的种类不受特别限制，只要能够利于后续检测，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，可以根据后续后续步骤中对所述待检气体的检测方法来选择待检气体的种类。例如，后续利用质谱法对所述待检气体进行检测，则待检气体可以是氦气。由此，灵敏度高，易于实现。
根据本发明的实施例，本领域技术人员可以理解，所述第二真空处理可以具体为采用抽真空装置进行，所述抽真空装置的具体种类不受特别限制，只要能够对所述待测电池预制件进行第二真空处理即可。由此，该方法所采用的装置易得，成本较低，适于产业化。
根据本发明的实施例，所述第二真空处理的具体工艺条件不受特别限制，其目的在于使得所述待测电池预制件内部具有一定的真空压力，故只要满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，在进行所述第二真空处理后，所述待测电池预制件内部具有第二真空压力，所述第二真空压力的数值不受特别限制，其绝对值可以为大于0小于101.325kPa中的任意一值，且所述第二真空压力的绝对值不小于所述第一真空压力的绝对值。由此，操作简单、方便，容易实现，易于工业化生产；同时，由于所述第二真空压力的绝对值不小于所述第一真空压力的绝对值，故可以在充入所述待检气体以后，提高所述待测电池预制件内部的真空压力，且在待测电池预制件内所残留的待检气体，在后续的测试步骤中也可以实现测试待测电池密封性的作用，进而使得经过该方法测试密封性后的电池内仍然具有较高的真空度，从而在充放电过程中不易发生膨胀，进而经过该方法测试电池的密封性后也不会影响电池的循环性能。
根据本发明的实施例，进一步地，所述第二真空压力的绝对值大于所述第一真空压力的绝对值。由此，可以进一步使得经过该方法测试密封性后的电池内仍然具有较高的真空度，从而在充放电过程中不易发生膨胀，进而经过该方法测试电池的密封性后也不会影响电池的循环性能。
根据本发明的实施例，多次进行所述充气处理。由此，由于进行了多次所述充气处理，钴可以使得待检气体多次浸润所述待测电池预制件中的电解液，在所述待测电池预制件内部进一步存在更多的待检气体的残留物，进而使得该方法的灵敏度更高；同时，多次进行所述充气处理，在进行所述第二真空处理时，也不易将所述待测电池预制件中电解液抽出，进而进一步使得该方法易于实现。
S300：对经过所述第二真空处理的所述待测电池预制件进行密封处理，得到待测电池。
根据本发明的实施例，对所述待测电池预制件进行密封处理的方式不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择。由此，得到待测电池后，对该待测电池的密封性进行测试。
S400：检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出，以便获知所述待测电池的密封性：如果所述待测电池内没有所述待检气体漏出，则表示所述待测电池的密封性良好；如果所述待测电池内有所述待检气体漏出，则表示所述待测电池的密封性不好。
根据本发明的实施例，利用前面所述的方式检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出，可以较好地获知测试结果。在本步骤中，如前所述，其具体检测方法可以根据待检气体的种类进行灵活选择，在此不再过多赘述。
在本发明的另一些实施例中，参照图3，在进行所述第一真空处理之后且进行所述充气处理之前，还包括：
S500：对所述待测电池预制件进行保压处理。
根据本发明的实施例，所述保压处理的时间不受特别限制，只要能够使得被进行真空处理的电池稳定即可，例如所述保压处理的时间可以是15min～30min，具体地，可以是15min、20min、25min、30min等。由此，在对所述待测电池预制件进行所述第一真空处理之后，是待测电池预制件内部的压力趋于稳定，从而利用后续应用。
根据本发明的实施例，如前所述，本领域技术人员可以理解，除前面所述的在进行所述第一真空处理之后且进行所述充气处理之前，还包括：对所述待测电池预制件进行保压处理以外，在充入所述待检气体之后且进行所述第二真空处理之前，以及在进行所述第二真空处理之后，也可对所述待测电池预制件进行保压处理，其保压时间均可与前面所述相同，在此不再过多赘述。
在本发明的一个具体的实施例中，参照图4，该测试电池密封性的方法包括：对待测电池预制件进行第一真空处理(图4中的a1b1段)，所述待测电池预制件内部具有第一真空压力A；对所述待测电池预制件进行保压处理(图4中的b1c1段)；对经过所述第一真空处理的所述待测电池预制件进行充气处理，所述充气处理包括：向所述待测电池预制件内充入待检气体后(图4中的c1d1段)待测电池预制件内部的真空压力为B，对所述待测电池预制件进行第二真空处理(图4中的d1e1段)，所述待测电池预制件内部具有第二真空压力C；对所述待测电池预制件进行保压处理(图4中的e1f1段)，然后对经过所述第二真空处理的所述待测电池预制件进行密封处理，得到待测电池。由此，该方法操作简单、方便，容易实现，且测试密封性后的电池内仍然具有较高的真空度，在充放电过程中不易发生膨胀，不会影响电池的循环性能。
在本发明的又一些实施例中，参照图5和图6，检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出的步骤包括：
S410：将所述待测电池放入测量容器中。
根据本发明的实施例，所述测量容器可以是真空箱。由此，价廉易得，易于产业化。
S420：对所述测量容器进行第三真空处理(参照图6中的gh段)。
根据本发明的实施例，本领域技术人员可以理解，所述第三真空处理可以具体为采用抽真空装置进行，所述抽真空装置的具体种类不受特别限制，只要能够对所述测量容器进行第三真空处理即可。由此，该方法所采用的装置易得，成本较低，适于产业化。
根据本发明的实施例，所述第三真空处理的具体工艺条件不受特别限制，其目的在于使得所述测量容器内部且所述待测电池外部的容纳空间内具有一定的真空压力，故只要满足要求，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，在进行所述第三真空处理后，所述测量容器内部且所述待测电池外部的容纳空间内具有第三真空压力D，所述第三真空压力D数值的绝对值不小于前面所述的第二真空压力C的绝对值。由此，操作简单、方便，容易实现，易于工业化；同时，由于所述第三真空压力D数值的绝对值不小于所述第二真空压力C的绝对值，故可以较好地将待测电池内部的待检气体抽出或者在一定时间以后待测电池内部的待检气体由于扩散作用逸出，从而实现对所述待检气体的检测。
根据本发明的实施例，进一步地，所述第三真空压力D的绝对值大于所述第二真空压力C的绝对值。由此，可以较好地将待测电池内部的待检气体抽出，效率高，适于产业化。
S430：检测位于所述测量容器内部且位于所述待测电池外部的容纳空间内是否存在所述待检气体，以便获知所述待测电池内是否有所述待检气体漏出(如图6中hi段)：如果所述容纳空间内不存在所述待检气体，则表示所述待测电池内没有所述待检气体漏出；如果所述容纳空间内存在所述待检气体，则表示所述待测电池内有所述待检气体漏出。
根据本发明的实施例，利用前面所述的方式检测位于所述测量容器内部且位于所述待测电池外部的容纳空间内是否存在所述待检气体，可以较好地获知测试结果。在本步骤中，如前所述，其具体检测方法可以根据待检气体的种类进行灵活选择，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，本领域技术人员可以理解，在检测位于所述测量容器内部且位于所述待测电池外部的容纳空间内是否存在所述待检气体以后，还包括对所述测量容器解真空的步骤(图中未示出)，在此不再过多赘述。
在本发明的一个具体的实施例中，所述待测电池为锂离子电池。由此，经过该方法测试密封性后的锂离子电池内仍然具有较高的真空度，从而在充放电过程中不易发生膨胀，进而经过该方法测试锂离子电池的密封性后也不会影响该锂离子电池的循环性能。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种测试电池质量的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括利用前面所述的方法对所述电池的密封性进行测试的步骤。发明人发现，该方法操作简单、方便，容易实现，且经过该方法测试后的电池内仍然具有较高的真空度，从而在充放电过程中不易发生膨胀，进而经过该方法测试后也不会影响电池的循环性能。
根据本发明的实施例，本领域技术人员可以理解，除前面所述的对所述电池的密封性进行测试的步骤以外，该测试电池质量的方法还包括其他测试步骤，在此不再过多赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种测试电池密封性的方法，其特征在于，包括：
对待测电池预制件进行第一真空处理；
对经过所述第一真空处理的所述待测电池预制件进行充气处理，所述充气处理包括：向所述待测电池预制件内充入待检气体后，对所述待测电池预制件进行第二真空处理；
对经过所述第二真空处理的所述待测电池预制件进行密封处理，得到待测电池；
检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出，以便获知所述待测电池的密封性：如果所述待测电池内没有所述待检气体漏出，则表示所述待测电池的密封性良好；如果所述待测电池内有所述待检气体漏出，则表示所述待测电池的密封性不好。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述第一真空处理后，所述待测电池预制件内部具有第一真空压力；在进行所述第二真空处理后，所述待测电池预制件内部具有第二真空压力，所述第二真空压力的绝对值不小于所述第一真空压力的绝对值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二真空压力的绝对值大于所述第一真空压力的绝对值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述第一真空处理之后且进行所述充气处理之前、在充入所述待检气体之后且进行所述第二真空处理之前、在进行所述第二真空处理之后的至少之一中，还包括：
对所述待测电池预制件进行保压处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多次进行所述充气处理。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测所述待测电池内是否有所述待检气体漏出的步骤包括：
将所述待测电池放入测量容器中；
对所述测量容器进行第三真空处理；
检测位于所述测量容器内部且位于所述待测电池外部的容纳空间内是否存在所述待检气体，以便获知所述待测电池内是否有所述待检气体漏出：如果所述容纳空间内不存在所述待检气体，则表示所述待测电池内没有所述待检气体漏出；如果所述容纳空间内存在所述待检气体，则表示所述待测电池内有所述待检气体漏出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在进行所述第三真空处理后，所述测量容器内部具有第三真空压力，所述第三真空压力的绝对值不小于所述第二真空压力的绝对值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第三真空压力的绝对值大于所述第二真空压力的绝对值。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
所述待测电池为锂离子电池；
所述待检气体包括氦气；
检测所述容纳空间内是否存在所述待检气体的方法为质谱法。
10.一种测试电池质量的方法，其特征在于，所述方法包括利用权利要求1～9中任一项所述的方法对所述电池的密封性进行测试的步骤。
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